沉管隧道施工控制测量方法研究

摘要

采用沉管法建造海底隧道在我国属于一项新技术，由于沉管隧道具有巨大的优势，随着国家对基础设施投入的增大，这种工程在我国必定会得到很大的发展，如我国已经开工建设的港珠澳大桥中的隧道段已确定采用沉管隧道方式，沪宁高速二通道穿越太湖工程、渤海跨海大桥等重大工程中的隧道段，都有望采用沉管隧道方式。
　　 鉴于我国目前在沉管隧道测量方面的技术还比较落后，至今为止还没有一套完善的测量技术方案。为了能理顺沉管隧道工程中的各项测量工作，从而能制定出一套比较科学完善的测量技术方案，并对其中所涉及的某些技术进行再创新，本文特对沉管隧道施工中的测量控制问题进行了系统性和基础性的研究。
　　 首先，论文介绍了沉管法隧道施工的历史及技术发展，并介绍了国内外沉管隧道测量工作的研究现状；接着，通过研究总结出了沉管隧道建造工程所需的各项测量工作，并阐述了各项测量工作的原理和方法；最后，重点探讨了沉管隧道施工控制测量的核心技术之一——管段沉放测量所涉及的数学模型，指出采用空间转换模型思路复杂、转换参数的精度得不到保障等缺点，为能进一步提高管段沉放的定位精度，本文创新性地提出了利用塔标控制点与管段特征点之间的空间距离保持不变，进行管段实时监控的求解方程法数学模型；最后通过模拟试验进行验证，得出了该模型能够满足管段沉放测量要求的结论。
　　 本文重点在理论上和方法上对沉管隧道施工所需的各项测量工作进行了研究。本文的研究成果，对于向测量技术人员培训沉管隧道测量知识、制定沉管隧道工程测量技术方案和今后对沉管隧道工程测量技术的进一步深入研究都有一定的意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪 论

1.1沉管隧道的出现及发展

1.2国内外沉管隧道测量工作的研究现状

1.3本文研究的主要内容

1.4本章小结

第二章 沉管隧道对测量的要求

2.1干坞控制网的建立与测量

2.1.1干坞测量控制网的必要精度

2.1.2干坞测量控制网的建立

2.2管段和端面特征点、塔标控制点的布设与测量

2.2.1沉管管段特征点的布设

2.2.2沉管特征点测量的必要精度

2.2.3沉管预制质量的检测

2.2.4沉管管段各特征点与塔标点的联系测量

2.3沉管管段沉放施工现场控制网的建立

2.4海上基槽浚挖的测量控制与竣工测量

2.5沉管管段沉放过程的控制测量

2.5.1沉管管段沉放测量精度要求

2.5.2沉管管段沉放的一般过程

2.5.3沉管管段沉放过程控制测量的原理与方法

2.6沉管管段沉放后的变形监测

2.7沉管隧道的综合检测

2.7.1隧道轴线及沉降测量

2.7.2隧道覆盖层厚度测量

2.8本章小结

第三章 建立塔标点与管段特征点之间联系的数学模型

3.1塔标点与特征点坐标的空间三维坐标转换模型

3.1.1布尔沙模型

3.1.2适用于任意旋转角度的空间转换模型

3.2特征点水下坐标的求解方程法

3.2.1求解方程法的过程

3.2.2求解方程法的精度分析

3.3本章小结

第4章 求解方程法计算水下特征点坐标的模拟试验

4.1模拟试验三维控制网的建立

4.2沉管模拟物和测量棱镜塔的设计

4.3测量过程

4.4通过空间转换的方法求解特征点

4.5通过求解方程法求解特征点坐标

4.5.1求解方程法求解特征点的坐标

4.5.2求解方程法的精度分析

4.6两种方法计算特征点坐标的比较与分析

4.6.1空间转换求得的特征点坐标与实测坐标的比较

4.6.2求解方程法求的特征点坐标与实测坐标的比较

4.6.3空间转换与求解方程两种方法的比较分析

结论与展望

结论

不足与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文